红外大气透过率是分析目标红外辐射特性和红外辐射反演计算的重要基础。针对Modtran等大气透过率计算软件难以与红外辐射特性测量系统集成的问题, 在大气透过率经验公式基础上进行推导, 提出一种适用远距离、任意传输路径的红外大气透过率的工程计算方法。方法基于传输路径上的地理位置对大气分层, 使用实测数据提取大气模型参数, 实现中等分辨率远距离中波红外大气透过率的快速工程计算。计算结果表明, 工程计算得到的平均透过率接近Modtran, 且易于与实时系统集成。

利用水热法合成不同Zn掺杂含量的SnO2（SnO2∶Zn）纳米晶, 并通过丝网印刷技术制备了SnO2∶Zn纳米晶光阳极, 研究不同含量Zn掺杂SnO2纳米晶光阳极对染料敏化太阳能电池光电性能的影响。实验结果表明, Zn掺杂含量增加能够引起SnO2光阳极的平带电位负向偏移和等电点增加。与未掺杂SnO2染料敏化太阳能电池相比, 当Zn掺杂量为2% 时, SnO2∶Zn基染料敏化太阳能电池的功率转换效率（PCE）最高, 为4.2%, 这归因于Zn掺杂能够增加染料在SnO2光阳极的担载量和提高染料敏化太阳能电池的光生电子寿命（τe）。此外, 2% Zn掺杂SnO2光阳极进一步经过TiCl4处理, 其电池功率转换效率可提高到7.7%。

激光回波易被噪声污染, 被干扰或遮挡时会出现数据缺失。针对该问题, 提出一种基于贝叶斯因子分析(Bayesian factor analysis, BFA)模型的激光回波信号增强算法。首先利用因子分析(factor analysis, FA)模型对激光回波进行建模, 从而将信号增强问题转换为对模型参数的求解问题；然后将自动相关确定(automatic relevance determination, ARD)理论引入FA模型, 实现对因子个数的自适应寻优；最后采用变分贝叶斯期望最大(variational Bayes expectation maximization, VBEM)算法对模型参数进行迭代更新, 在贝叶斯后验概率最大准则下实现激光回波的噪声抑制和缺失样本恢复。基于实测数据开展试验, 在低信噪比和数据随机缺失情况下, 所提方法能够获得较好的噪声抑制性能和较高的缺失样本恢复性能, 从而保证后续信号处理能够准确采集到回波中的高价值信息。

为了获得更高质量的观测数据，提高望远镜的工作效率，设计了一套基于倾斜镜校正系统的原理样机，用于提高丽江2.4 m望远镜的闭环跟踪精度。介绍了原理样机的研制，并在2.4 m望远镜上进行了实际测试。结果表明：该系统能实现245 Hz的校正频率，望远镜的闭环跟踪精度提高了7.3倍，其高色散光谱仪的星光耦合效率提高了28.6%，快速测光系统的成像质量得到了明显改善；利用该系统可以满足对天文观测的要求。

应用中国科学院云南天文台丽江天文观测站1.8 m望远镜及其折轴光谱仪, 对18颗近太阳样本恒星进行了高色散光谱观测, 获得这些恒星高质量的高色散光谱。 表明原中国科学院国家天文台兴隆观测站2.16 m折轴光谱仪搬迁、 改造获得成功, 达到并超过了预期的效果。 以丽江天文观测站1.8 m望远镜及其折轴光谱仪观测获得的高质量的高色散光谱为基础, 应用高斯拟合方法测量了样本中17颗年轻类太阳恒星锂吸收线的等值宽度, 并计算了锂元素丰度。 应用Hall给出的经验公式, 计算了这些年轻恒星的Ca ⅡΗ和Κ(λ=395.0 nm)辐射强度。 讨论了锂元素丰度和表明恒星色球活动的Ca H和K线辐射强度之间的关系。 发现锂元素丰度值高的年轻恒星, 其Ca H和K线辐射更强。 考虑到恒星自转速度随恒星年龄的变化, 小质量主序前恒星随着恒星年龄的增加, 自转明显的加快; 主序恒星随着恒星年龄的增加, 自转逐渐变慢。 我们的结果支持恒星自转越快, 其活动性也就越强, 以及色球活动较强的恒星具有高的锂元素丰度值。

采用Nd:YVO4晶体带内抽运波长914 nm，降低激光二极管(LD)连续抽运时晶体的热负荷和端面热应力，提高高重复频率Nd:YVO4皮秒再生放大器输出性能。研究分析了普克尔盒加压脉宽对工作频率为100 kHz的Nd:YVO4再生放大器输出脉冲稳定性的影响，在吸收914 nm抽运功率为68 W，通过控制普克尔盒加压脉宽，实现了对单脉冲能量为1 nJ、脉宽为5.7 ps、频率为42.7 MHz的全固态Nd:YVO4半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模种子激光脉冲的稳定的100 kHz皮秒激光再生放大，输出平均功率为21.2 W。

激光击穿光谱(LIBS)是一种新的多元素同时探测的技术, 但是光谱的采集时间、延时、门宽、等参数是影响将该技术推向实用化过程中的重要因素。本文利用 LIBS技术对水溶液样品中的金属元素进行了时间演化研究, 并通过对 Al、Cd、Cu、Fe、Pb、 Zn等五种元素的连续背景和采集时段对信噪比的影响分析, 得到了这些元素的连续背景光谱强度只由实验条件决定, 并且在同一个波长位置上的背景光谱强度不受元素种类和浓度的影响; 采用相对较晚的采集延迟时间及相对较宽的采集门宽可以增加 LIBS技术的检测能力, 得到更低的检测限。实验所得的结果为探测工业废水中金属元素的含量的应用研究提供依据。

根据Nd∶YVO4晶体对808 nm和888 nm波长抽运光吸收特性的差异，模拟了两种波长抽运下晶体的温度分布、应力分布以及当抽运光在a轴和c轴上的偏振分量变化时，晶体在两种波长抽运下温度分布以及热焦距的变化。模拟结果表明，888 nm抽运下，Nd∶YVO4晶体在径向温度梯度大幅度减小，晶体温度应力值远小于808 nm抽运；并且Nd∶YVO4的a轴与c轴对888 nm光吸收系数相同，使得晶体的吸收不受抽运光偏振变化的影响，从而使得谐振腔和输出的激光功率更加稳定。采用888 nm抽运，是降低Nd∶YVO4晶体热效应和提高Nd∶YVO4激光器输出功率的有效途径之一。

将半导体可饱和吸收体（SESAM）锁模技术与腔倒空技术结合，采用半导体端面抽运方式实现了具有高重复频率、大单脉冲能量的皮秒激光器的运转。从理论上分析了腔倒空锁模输出的机理，建立起腔倒空锁模激光器运行的物理图像，并对影响激光器倒空率的一些因素进行了研究。实验上，实现端面抽运NdYVO4晶体的SESAM连续锁模后，在锁模腔内插入BBO电光调制晶体，获得10 kHz腔倒空皮秒锁模脉冲输出。当抽运光功率为14.1 W时，输出锁模脉冲的单脉冲能量为6.5 μJ，脉冲宽度为10.4 ps。